生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)品檢測(cè)PLC控制設(shè)計(jì)

1、目錄 摘要 2課題簡(jiǎn)介3一.設(shè)備的選型4二.I/O分配表8三.接線(xiàn)圖.11四.流程圖.12五.程序設(shè)計(jì)圖與控制分析12六.總結(jié)18七.致謝18參考文獻(xiàn)及資料19摘要可編程控制器（簡(jiǎn)稱(chēng)PLC），是隨著現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的日益提高及微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，在繼電器控制的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的一種新型的工業(yè)控制裝置，是將微型計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)及通信技術(shù)融為一體，應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)控制領(lǐng)域的一種高可靠性控制器，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的重要支柱。此次，我們的課程程設(shè)計(jì)是鍛煉的最好機(jī)會(huì)，我們要努力學(xué)習(xí)PLC的應(yīng)用。在課程設(shè)計(jì)的同時(shí)要學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的方式和設(shè)計(jì)的思路，是我們?cè)谝院蟮脑O(shè)計(jì)中思路更

2、加清晰，目的更加明確，設(shè)計(jì)更加合理。任何一個(gè)電氣控制系統(tǒng)要完成的控制任務(wù)都是為滿(mǎn)足被控對(duì)象提出的各項(xiàng)性能指標(biāo)。最大限度地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率保證產(chǎn)品品質(zhì)量。減輕勞動(dòng)輕度和危害程度提高自動(dòng)化水平，最大限度滿(mǎn)足被控制對(duì)象提出的各項(xiàng)性能指標(biāo)。為明確控制任務(wù)和控制系統(tǒng)應(yīng)有的功能/設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)前，就應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料，與機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同擬定電氣方案，以便協(xié)同解決在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題 ；確保控制系統(tǒng)安全可靠。電氣控制系統(tǒng)的可靠性 就是生命線(xiàn)不能安全可靠工作的電控系統(tǒng)，是不可能長(zhǎng)期投入生產(chǎn)運(yùn)行的的。尤其是在以提高數(shù)量和質(zhì)量的同時(shí) 保證生產(chǎn)安全為目的的應(yīng)用場(chǎng)合

3、 必須將可靠性方在首位；力求控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單； 在能滿(mǎn)足控制要求和保證可靠工作的前提下，應(yīng)力求控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單了具有經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性 才能做到使用方便和維護(hù)容易 ；留有適當(dāng)?shù)挠嗔浚?要考慮到生產(chǎn)的擴(kuò)大或者是生產(chǎn)工藝的改進(jìn) ，控制任務(wù)的增加，充分利用PLC的容易擴(kuò)充的特點(diǎn)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題就是：生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)品檢測(cè)PLC控制設(shè)計(jì)。此次，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：設(shè)備選型，制定I/O分配表，畫(huà)出硬件圖，流程圖，編寫(xiě)程序，寫(xiě)出操作說(shuō)明六個(gè)部分組成。課題簡(jiǎn)介 目前，產(chǎn)品在生產(chǎn)線(xiàn)上的檢測(cè)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中使用非常普通。本次我們?cè)O(shè)計(jì)的課題就是：生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)品檢測(cè)PLC控制設(shè)計(jì)。它是由三條傳送帶組成的零件傳輸與檢驗(yàn)系統(tǒng)

4、。設(shè)備主要包括按鈕，傳感器，旋轉(zhuǎn)編碼器，推桿，指示燈和滑道等。其示意圖如下：與零件傳輸系統(tǒng)相連的前道工序向傳送帶提供一個(gè)零件。由于連接到傳送帶的前道工序經(jīng)常停機(jī)，因此零件傳輸系統(tǒng)會(huì)根據(jù)有無(wú)零件自動(dòng)停機(jī)和開(kāi)機(jī)。每條傳送帶有6個(gè)零件位。功能：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)并處于等待狀態(tài)。若K1檢測(cè)到零件，則啟動(dòng)傳送帶1；若K2檢測(cè)到零件，則啟動(dòng)傳送帶2；若K3檢測(cè)到零件，則啟動(dòng)傳送帶3。若K1檢測(cè)到零件100S后沒(méi)有再次檢測(cè)到零件，則是從傳送帶1開(kāi)始每隔5S順序停止傳送帶的運(yùn)行。若零件在傳送帶1,2,3上的時(shí)間超過(guò)60S，則視為故障，需要閃爍Q4報(bào)警，同時(shí)停止所有傳送帶的運(yùn)行。傳送帶3的左上方裝有傳感

5、器SP用以檢驗(yàn)零件的好壞，SP為O N時(shí)，表示零件合格，否則為次品。若零件是次品，則在傳送帶3的第六個(gè)零件位，由推桿將其推到滑道上。當(dāng)K5檢測(cè)到這個(gè)次品已經(jīng)到了滑道上時(shí)，推桿退回原處。一.設(shè)備的選型可編程控制器PLC的生產(chǎn)廠家很多，因此它的型號(hào)也多種多樣。根據(jù)PLC的I/O點(diǎn)數(shù)的多少，可將PLC分為小型、中型和大型三類(lèi)。小型PLCI/O點(diǎn)數(shù) 2048點(diǎn)；多CPU，16位、32位處理器，用戶(hù)存儲(chǔ)器容量816K。下面先介紹幾個(gè)大型的PLC生產(chǎn)廠家。德國(guó)西門(mén)子（SIEMENS）公司SIEMENS生產(chǎn)的可編程序控制器在我國(guó)的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線(xiàn)等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門(mén)子（SIEMENS

6、）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，HMI人機(jī)界面，工業(yè)軟件等。下面主要介紹一下西門(mén)子S7系列PLC。該系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。SIMATIC S7-200 PLC： S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無(wú)論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 S7-200PL

7、C可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用。 SIMATIC S7-300 PLC ： S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿(mǎn)足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.60.1s）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶(hù)接口的軟件工具方便用戶(hù)給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對(duì)話(huà)的編程要求大大減少。 SIMATIC S7-400 PLC： S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控

8、制器。 S7-400 PLC采用模塊化無(wú)風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，可靠耐用，同時(shí)可以選用多種級(jí)別（功能逐步升級(jí)）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶(hù)能根據(jù)需要組合成不同的專(zhuān)用系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級(jí)時(shí)，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級(jí)和充分滿(mǎn)足需要。 三菱FX系列 FX系列PLC是由三菱公司近年來(lái)推出的高性能小型可編程控制器，以逐步替代三菱公司原F、F1、F2系列PLC產(chǎn)品。其中FX2是1991年推出的產(chǎn)品，F(xiàn)X0是在FX2之后推出的超小型PLC，近幾年來(lái)又連續(xù)推出了將眾多功能凝集在超小型機(jī)殼內(nèi)的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有較高的性能價(jià)格

9、比，應(yīng)用廣泛。它們采用整體式和模塊式相結(jié)合的疊裝式結(jié)構(gòu)。 一、FX系列PLC型號(hào)的說(shuō)明 FX系列PLC型號(hào)的含義如下： 其中系列名稱(chēng)：如0、2、0S、1S、ON、1N、2N、2NC等 單元類(lèi)型：M基本單元 E輸入輸出混合擴(kuò)展單元 Ex擴(kuò)展輸入模塊 EY擴(kuò)展輸出模塊。輸出方式：R繼電器輸出 S晶閘管輸出 T晶體管輸出 特殊品種：DDC電源，DC輸出 A1AC電源，AC（AC100120V）輸入或AC輸出模塊 H大電流輸出擴(kuò)展模塊 V立式端子排的擴(kuò)展模塊 C接插口輸入輸出方式 F輸入濾波時(shí)間常數(shù)為1ms的擴(kuò)展模塊 如果特殊品種一項(xiàng)無(wú)符號(hào)，為AC電源、DC輸入、橫式端子排、標(biāo)準(zhǔn)輸出。 例如FX2N3

10、2MTD表示FX2N系列，32個(gè)I/O點(diǎn)基本單位，晶體管輸出，使用直流電源，24V直流輸出型日本立石公司 日本OMRON（立石公司）電機(jī)株式會(huì)社是世界上生產(chǎn)PLC的著名廠商之一。SYSMAC C系列PLC產(chǎn)品以其良好的性能價(jià)格比被廣泛地應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、食品加工、材料處理和工業(yè)控制過(guò)程等領(lǐng)域，其產(chǎn)品在日本其銷(xiāo)量?jī)H次于三菱，居第二位，在我國(guó)也是應(yīng)用非常廣泛的PLC之一。 OMRON C系列PLC產(chǎn)品門(mén)類(lèi)齊、型號(hào)多、功能強(qiáng)、適應(yīng)面廣。大致可以分成微型、小型、中型和大型四大類(lèi)產(chǎn)品。整體式結(jié)構(gòu)的微型PLC機(jī)是以C20P為代表的機(jī)型。疊裝式（或稱(chēng)緊湊型）結(jié)構(gòu)的微型機(jī)以CJ型機(jī)最為典型，它具有超小型和超薄型

11、的尺寸。小型PLC機(jī)以P型機(jī)和CPM型機(jī)最為典型，這兩種都屬堅(jiān)固整體型結(jié)構(gòu)。具有體積更小、指令更豐富、性能更優(yōu)越，通過(guò)I/O擴(kuò)展可實(shí)現(xiàn)10140點(diǎn)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的靈活配置，并可連接可編程終端直接從屏幕上進(jìn)行編程，CPM型機(jī)是OMRON產(chǎn)品用戶(hù)目前選用最多的小型機(jī)系列產(chǎn)品。OMRON 中型機(jī)以C200H系列最為典型，主要有C200H、C200HS、C200HX、C200HG和C200HE等型號(hào)產(chǎn)品。中型機(jī)在程序容量，掃描速度和指令功能等方面都優(yōu)于小型機(jī)，除具備小型機(jī)的基本功能外，它同時(shí)可配置更完善的接口單元模塊，如模擬量I/O模塊、溫度傳感器模塊、高速記數(shù)模塊、位置控制模塊、通訊聯(lián)接模塊等。可以與

12、上位計(jì)算機(jī)、下位PLC機(jī)及各種外部設(shè)備組成具有各種用途的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。 在一般的工業(yè)控制系統(tǒng)中，小型PLC機(jī)要比大、中型機(jī)的應(yīng)用更廣泛。在電氣設(shè)備的控制應(yīng)用方面，一般采用小型PLC機(jī)都能夠滿(mǎn)足需.本次設(shè)計(jì)，我們選的是CPM2A-30型的，18點(diǎn)輸入，12點(diǎn)輸出。選該型號(hào)的PLC首先因?yàn)閷?duì)它比較了解，曾學(xué)習(xí)過(guò)，而且接觸比較頻繁，它體積小，價(jià)格也比較便宜，操作簡(jiǎn)單。由于本次的設(shè)計(jì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)少，相比較三菱和S7-200而言，選擇CPM2A-30型的最合適。下面具體介紹一下CPM2A-30型的PLC。 CPM2A-30型的PLC的CPU組成單元型號(hào) 30點(diǎn)輸出/輸入型繼電器輸出型晶

13、閘管輸出型輸入輸出CPM2A-30CDR-ACPM2A-30CDT-NPN1218CPM2A-30CDR-DCPM2A-30CDT1-PNP在本次設(shè)計(jì)中還要用到計(jì)時(shí)器和移位寄存器，以后的工作也會(huì)常用這兩條指令。定時(shí)器定時(shí)器作為時(shí)間元件相當(dāng)于時(shí)間繼電器，由設(shè)定值寄存器、當(dāng)前值寄存器和定時(shí)器觸點(diǎn)組成。在其當(dāng)前值寄存器的值等于設(shè)定值寄存器的值時(shí)，定時(shí)器觸點(diǎn)動(dòng)作。故設(shè)定值、當(dāng)前值和定時(shí)器觸點(diǎn)是定時(shí)器的三要素。 定時(shí)器累計(jì)PLC內(nèi)的1ms，10ms，100ms等的時(shí)鐘脈沖，當(dāng)達(dá)到所定的設(shè)定值時(shí)，輸出接點(diǎn)動(dòng)作。定時(shí)器可以使用用戶(hù)程序存儲(chǔ)器內(nèi)的常數(shù)K作為設(shè)定值，也可以用后述的數(shù)據(jù)寄存器D的內(nèi)容作為設(shè)定值。這

14、里的數(shù)據(jù)寄存器應(yīng)有斷電保持功能。 移位寄存器從邏輯結(jié)構(gòu)上看，移位寄存器有以下兩個(gè)顯著特征：(1)移位寄存器是由相同的寄存單元所組成。一般說(shuō)來(lái)，寄存單元的個(gè)數(shù)就是移位寄存器的位數(shù)。為了完成不同的移位功能，每個(gè)寄存單元的輸出與其相鄰的下一個(gè)寄存單元的輸入之間的連接方式也不同。(2)所有寄存單元共用一個(gè)時(shí)鐘。在公共時(shí)鐘的作用下，各個(gè)寄存單元的工作是同步的。每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖，寄存器的數(shù)據(jù)就順序向左或向右移動(dòng)一位。通?？砂磾?shù)據(jù)傳輸方式的不同對(duì)CMOS移位寄存器進(jìn)行分類(lèi)。移位寄存器的數(shù)據(jù)輸入方式有串行輸入和并行輸入之分。串行輸入就是在時(shí)鐘脈沖作用下，把要輸入的數(shù)據(jù)從一個(gè)輸入端依次一位一位地送入寄存器；并

15、行輸入就是把輸入的數(shù)據(jù)從幾個(gè)輸入端同時(shí)送入寄存器。在CMOS移位寄存器中，有的品種只具有串行或并行中的一種輸入方式，但也有些品種同時(shí)兼有串行和并行兩種輸入方式。串行輸入的數(shù)據(jù)加到第一個(gè)寄存單元的D端，在時(shí)鐘脈沖的作用下輸入，數(shù)據(jù)傳送速度較慢；并行輸入的數(shù)據(jù)一般由寄存單元的R、S端送入，傳送速度較快。移位寄存器的移位方向有右移和左移之分。右移是指數(shù)據(jù)由左邊最低位輸入，依次由右邊的最高位輸出；左移時(shí)，右邊的第一位為最低位，最左邊的則為最高位，數(shù)據(jù)由低位的右邊輸入，由高位的左邊輸出。移位寄存器的輸出也有串行和并行之分。串行輸出就是在時(shí)鐘脈沖作用下，寄存器最后一位輸出端依次一位一位地輸出寄存器的數(shù)據(jù)；

16、并行輸出則是寄存器的每個(gè)寄存單元均有輸出。CMOS移位寄存器有些品種只有一種輸出方式，但也有些品種兼具兩種輸出方式。實(shí)際上，并行輸出方式也必然具有串行輸出功能。二.I/O分配表CPM2A-30型的PLC輸入/輸出繼電器的地址分配表30點(diǎn)輸入繼電器號(hào)輸出繼電器號(hào)0.00-0.1110.00-10.71.00- 1.0511.00-11.07下表是本次設(shè)計(jì)需要的操作顯示設(shè)備，檢測(cè)元件和輸出設(shè)備：操作顯示設(shè)備數(shù)量檢測(cè)元件數(shù)量輸出設(shè)備數(shù)量啟動(dòng)按鈕S11接近開(kāi)關(guān)K11傳送帶1接觸器Q11停止按鈕S21接近開(kāi)關(guān)K21傳送帶2接觸器Q21傳送帶工作指示燈Q41接近開(kāi)關(guān)K31傳送帶3接觸器Q31次品指示燈Q5

17、1接近開(kāi)關(guān)K41推桿正向接觸器Q61接近開(kāi)關(guān)K51推桿反向接觸器Q71次品傳感器SP11下表是根據(jù)上表為本次設(shè)計(jì)制定的I/O分配表 輸入 輸出元件通道地址功能說(shuō)明元件通道地址功能說(shuō)明SB100000啟動(dòng)按鈕Q101000傳送帶1SB200001停止按鈕Q201001傳送帶2K100002接近開(kāi)關(guān)Q301002傳送帶3K200003接近開(kāi)關(guān)HL01003故障燈K300004接近開(kāi)關(guān)KM101004推桿正向接觸器K400005接近開(kāi)關(guān)KM201005推桿反向接觸器SP100006次品傳感器定時(shí)器TIM00050S步進(jìn)信號(hào)00007步進(jìn)信號(hào)TIM00150SK500008接近開(kāi)關(guān)TIM00250SS

18、Q100009推桿限位TIM004100STIM00560STIM00660STIM00760S三.接線(xiàn)圖 下圖是根據(jù)本次設(shè)計(jì)做的端子接線(xiàn)圖： 四.流程圖 五.程序設(shè)計(jì)圖與控制分析當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)并處于等待狀態(tài)。若K1檢測(cè)到零件，則啟動(dòng)傳送帶1；若K2檢測(cè)到零件，則啟動(dòng)傳送帶2；若K3檢測(cè)到零件，則啟動(dòng)傳送帶3，系統(tǒng)正常運(yùn)行。若K1檢測(cè)到零件100S后沒(méi)有再次檢測(cè)到零件，則是從傳送帶1開(kāi)始每隔5S順序停止傳送帶的運(yùn)行。若零件在傳送帶1,2,3上的時(shí)間超過(guò)60S，則視為故障，需要閃爍Q4報(bào)警，同時(shí)停止所有傳送帶的運(yùn)行。傳送帶3的左上方裝有傳感器SP用以檢驗(yàn)零件的好壞，SP為O N時(shí)，表示零件合格，否則為次品。若零件是次品，則在傳送帶3的第六個(gè)零件位，由推桿將其推到滑道上。當(dāng)K5檢測(cè)到這個(gè)次品已經(jīng)到了滑道上時(shí)，推桿退回原處。 六.總結(jié)通過(guò)本次設(shè)計(jì)，在這段日子里，從理論到實(shí)踐可以說(shuō)得是時(shí)間得到更好利用，可以學(xué)到很多很多的東西， 同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí) ，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì) ，使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要性，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，但是最終在老師和同學(xué)的